Реферат на тему Изучение вариантов использования теплоты отходящих газов котлов ТЭС в РФ и мире

Содержание:

Введение 2

1. Утилизация тепла дымовых газов: экология с выгодой 3

2. Снижение выбросов парниковых газов в водогрейных и паровых котлах в РФ и зарубежом 5

3. Использование газовых турбин для комбинированного производства энергии 9

Заключение 16

Список литературы 17

Введение:

Актуальность. В поисках способов повышения эффективности предприятий энергетического сектора, а также других промышленных объектов, на которых используется оборудование, сжигающее ископаемое топливо (паровые, водогрейные котлы, технологические печи и т.д.), вопрос использования потенциала дымовых газов поднимается не в самую первую очередь. Между тем, опираясь на существующие нормы расчёта, разработанные десятки лет назад, и сложившиеся стандарты выбора ключевых показателей работы подобного оборудования, эксплуатирующие организации теряют деньги, выпуская их в прямом смысле в трубу, попутно ухудшая экологическую обстановку в глобальном масштабе.

Природный газ обладает свойствами не только высокачественного топлива для энергетических котлов, но и является ценным энергоносителем. Анализ теплового баланса эксплуатируемых энергетических котлов показывает, что потери тепла с уходящими дымовыми газами по низшей теплоты сгорания топлива колеблются от 4% до 7,5 %. Кроме того в уходящих дымовых газах котлов, сжигающих природный газ, содержится около 15% водяных паров. Скрытая теплота парообразования водяных паров составляет до 12 % низшей теплоты сгорания топлива. Таким образом, суммарные потери тепла с уходящими дымовыми газами при составлении теплового баланса по высшей теплоте сгорания топлива составляет от 16 % до 19 %.

Цель – исследовать варианты использования теплоты отходящих газов котлов ТЭС в РФ и мире.

Задачи:

1. Рассмотреть утилизацию тепла дымовых газов.

2. Проанализировать снижение выбросов парниковых газов в водогрейных и паровых котлах в РФ и зарубежом.

3. Изучить использование газовых турбин для комбинированного производства энергии.

Заключение:

Снижение потерь с теплотой уходящих дымовых газов является наиболее перспективным направлением повышения эффективности использования органического топлива в ТЭС.

Современные электростанции преобразуют в полезную электрическую энергию 30-40 % теплоты топлива, а остальное 60-70 % рассеиваются в окружающей среде. Теплоэлектроцентрали (ТЭЦ), где осуществляется комплексная выработка электрической и тепловой энергии, обладают КПД в 1,5-1,7 раз выше, достигающим 60-65%. Утилизация вторичных энергоресурсов, в том числе тепла уходящих газов является одним из основных способов повышения эффективности энергетических котлов ТЭЦ. С началом массового применения природного газа в котельных установках, задача полезного использования тепла дымовых газов приобрела особую важность. Одной из особенностей работы ТЭЦ на природном газе, или другом углеводородном топливе является повышенное содержание водяных паров в продуктах сгорания. Потери тепловой энергии с уходящими дымовыми газами в ТЭЦ составляет 13-21 % в общем тепловом балансе.

Фрагмент текста работы:

1. Утилизация тепла дымовых газов: экология с выгодой

Внедрение комплекса мер по снижению температуры дымовых газов за котлом на существующем предприятии обеспечивает увеличение КПД всей установки, в состав которой входит котельный агрегат, используя, прежде всего, сам котёл (тепло, вырабатываемое в нём).

Концепция таких решений, по своей сути, сводится к одному: на участке газохода до дымовой трубы монтируется теплообменник, воспринимающий тепло дымовых газов охлаждающей средой (например, водой). Эта вода может быть, как непосредственно конечным теплоносителем, который необходимо нагреть, так и промежуточным агентом, который передаёт тепло посредством дополнительного теплообменного оборудования другому контуру. [2]

Сбор образующегося конденсата происходит непосредственно в объёме нового теплообменного аппарата, который выполняется из коррозионно-устойчивых материалов. Это обусловлено тем, что порог температуры точки росы для влаги, содержащейся в объёме уходящих газов, преодолевается именно внутри теплообменника. Таким образом, полезно используется не только физическое тепло дымовых газов, но и скрытая теплота конденсации содержащихся в них водяных паров. Сам же аппарат должен рассчитываться таким образом, чтобы его конструктив не оказывал чрезмерного аэродинамического сопротивления и, как следствие, ухудшения условий работы котельного агрегата.

Конструкция теплообменного аппарата может представлять собой либо обычный рекуперативный теплообменник, где перенос тепла от газов к жидкости происходит через разделяющую стенку, либо контактный теплообменник, в котором дымовые газы непосредственно вступают в контакт с водой, которая разбрызгивается форсунками в их потоке.

Для рекуперативного теплообменника решение вопроса по кислотному конденсату сводится к организации его сбора и нейтрализации. В случае же с контактным теплообменником применяется несколько иной подход, в чём-то сходный с периодической продувкой системы оборотного водоснабжения: по мере увеличения кислотности циркулирующей жидкости, некоторое её количество отбирается в накопительный бак, где происходит обработка реагентами с последующей утилизацией воды в дренажную канализацию, либо направлением её в технологический цикл.

Отдельные применения энергии дымовых газов могут быть ограничены вследствие разницы между температурой газов и потребностями в определённой температуре на входе энергопотребляющего процесса. Однако и для таких, казалось бы, тупиковых ситуаций разработан подход, который опирается на качественно новые технологии и оборудование. [8]

С целью повышения эффективности процесса утилизации тепла дымовых газов в мировой практике в качестве ключевого элемента системы всё чаще применяются инновационные решения на базе тепловых насосов. В отдельных секторах промышленности (например, в биоэнергетике) такие решения применяются на большинстве вводимых в эксплуатацию котлов. Дополнительная экономия первичных энергоресурсов в этом случае достигается за счёт применения не традиционных парокомпрессионных электрических машин, а более надёжных и технологичных абсорбционных бромисто-литиевых тепловых насосов (АБТН), которым для работы нужна не электроэнергия, а тепло (зачастую это может быть не используемое бросовое тепло, которое в избытке присутствует практически на любом предприятии). Такое тепло стороннего греющего источника активизирует внутренний цикл АБТН, который позволяет преобразовывать располагаемый температурный потенциал уходящих газов, и передавать его более нагретым средам.

Охлаждение уходящих газов котла с применением подобных решений может быть достаточно глубоким – до 30 и даже 20 °С с первоначальных 120-130 °С. Полученного тепла вполне достаточно, чтобы подогреть воду для нужд химводоподготовки, подпитки, горячего водоснабжения и даже теплосети.

Экономия топлива при этом может достигать 5÷10 %, а повышение КПД котельного агрегата – 2÷3 %.